Пробој нуклеарне фузије у контексту

Прошлог месеца Национална установа за паљење у Националној лабораторији Лавренце Ливерморе (ЛЛНЛ) у Калифорнији најавила значајан напредак у истраживању нуклеарне фузије. Од тада ме је велики број људи питао шта овај пробој заиста значи.

Прво, хајде да разговарамо о неким основама нуклеарне фузије. Данашње нуклеарне електране су засноване на нуклеарној фисији, која представља цепање тешког изотопа попут уранијума-235 на два мања изотопа. (Изотопи су само различити облици елемента).

Једноставним речима, нуклеарна фисија је попут испаљивања сићушног метка у центар изотопа, због чега он постаје нестабилан и цепа се. Када се подели, ослобађа огромну количину енергије (маса и енергија су повезане Ајнштајновом познатом једначином Е = Мц²). Та енергија се тада може претворити у електричну енергију.

Међутим, једна од примарних замерки нуклеарној фисији је да су нуспродукти фисије високо радиоактивни, а многи од њих су дуговечни. Другим речима, они представљају опасност по живот ако се њима правилно не рукује. Ови радиоактивни нуспроизводи су разлог зашто се неки противе нуклеарној енергији.

Нуклеарна фузија, која је извор енергије за звезде попут нашег Сунца, је другачија. Са фузијом, терате мање изотопе заједно да формирају веће изотопе. Обично ово укључује комбиновање изотопа водоника - најмањег елемента - да би се формирао хелијум. Ова реакција ослобађа чак више енергије него реакција фисије, али што је још важније, не производи дуготрајне радиоактивне нуспроизводе. Зато се нуклеарна фузија често назива „светим гралом“ производње енергије.

Па шта је проблем? Ти мали изотопи водоника су веома отпорни на стапање. Потребан је огроман притисак и високе температуре (као што су присутне на сунцу) да би их натерали да се споје. То се веома разликује од нуклеарне фисије, која се одвија релативно лако. Стога, иако се фузија може постићи у нуклеарном оружју, истраживачи су провели деценије покушавајући да створе контролисану реакцију фузије која би се могла користити за производњу енергије.

Током година, многа „пробоја“ су најављена. Она која је објављена прошлог месеца била је да су научници по први пут добили више енергије из процеса фузије него што су морали да уложе. Претходни напори који су постигли фузију захтевали су више енергије него што је произвела реакција фузије.

Дакле, ово означава значајан напредак. Али колико смо близу развоју комерцијалних фузионих реактора?

Ево аналогије коју сам користио да бих је ставио у контекст. Било је много прекретница на путу до комерцијалног путовања авионом. Браћа Рајт су одлетела првим успешним моторним летом у историји у децембру 1903. Биће то још 16 година пре првог трансатлантског лета. Али, први веома успешан комерцијални авион, Боеинг 707 није био представљен све до 1958.

Дугогодишња шала је увек била да је комерцијална нуклеарна фузија удаљена 30 година. У стварности, то једноставно значи да још увек не можемо да видимо комплетан пут до тамо. Недавни продор је свакако прекретница на путу комерцијалне нуклеарне фузије. Али можда смо још 30 година далеко од комерцијалне реализације нуклеарне фузије.